JP6773554B2 - パッケージデバイスチップの製造方法及び加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、パッケージデバイスチップの製造方法及び加工装置に関する。

半導体ウエーハを個々のデバイスチップに分割する加工方法として、切削ブレードによる切削加工やパルスレーザー光線の照射によるアブレーション加工が知られている。個々に分割されたデバイスチップは、マザー基板等に固定され、ワイヤ等で配線され、モールド樹脂でパッケージされるのが一般的である。しかしながら、デバイスチップは、側面の微細なクラックなどにより、長時間稼働すると、クラックが伸展し破損する虞がある。このようなデバイスチップの破損を抑制するために、デバイスチップの側面をモールド樹脂で覆い、外的環境要因をデバイスチップに及ぼされなくするパッケージ手法が、開発された（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に示されたパッケージ手法に追加し、外周縁のモールド樹脂を除去するいわゆるエッジトリミングにより、外周のモールド樹脂を除去しつつモールド樹脂が充填された溝を露出させ、露出した溝を基準にパッケージウエーハを分割加工すべき位置を割り出す方法が開発されている。この方法によると、モールド樹脂が充填されている溝の位置を基板の外周で直接検出できるので、分割位置が正確に設定できる。しかし、この位置が正確に認識できないと、溝の中心を外れて分割加工してしまい、デバイスチップの側面にモールド樹脂が無い欠陥パッケージチップを製造してしまう。よって、特許文献１に示されたパッケージ手法は、精密な位置検出（アライメント）が求められる。

特開２００２−１００７０９号公報

しかしながら、特許文献１に示されたパッケージ手法にエッジトリミングを施す手法は、エッジトリミング加工によって露出した外周縁の表面に、トリミング加工のソーマークが刻まれると、暗く映る溝（モールド樹脂充填済）と基板との間に渡りソーマーク（暗く映る）があると境界があいまいになってしまい、精密な位置検出の妨げとなる場合があり、アライメントを正確に行うことができない場合がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、アライメントを正確に行うことができるパッケージデバイスチップの製造方法及び加工装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のパッケージデバイスチップの製造方法は、交差する複数の分割予定ラインが表面側に形成され、該分割予定ラインに区画された複数の領域にデバイスが形成されるウエーハの該表面側に、該分割予定ラインに沿った溝を形成する溝形成ステップと、該溝にモールド樹脂を充填するとともにウエーハの表面を該モールド樹脂で被覆し、パッケージウエーハを形成するパッケージウエーハ形成ステップと、該パッケージウエーハの外周縁に沿って、該モールド樹脂とウエーハの表面側を切削ブレードで除去し、該モールド樹脂が充填された該溝と該ウエーハを外周縁で露出させる外周縁除去ステップと、該モールド樹脂が充填され外周縁で露出した該溝に基づいて、該溝に沿って形成する該パッケージウエーハの分割溝の位置を割り出すアライメントステップと、該アライメントステップで割り出した位置に基づいて該分割溝を形成する分割ステップと、を備え、該アライメントステップでは、外周縁で該溝が露出した該パッケージウエーハの裏面側を保持面が光るチャックテーブルで保持し、該パッケージウエーハを表面から赤外線カメラで撮像し、該モールド樹脂が充填された該溝は赤外線が透過しないため暗く、該溝の両脇で露出するウエーハは赤外線を透過し発光体の光で明るく撮影される事で、該外周縁を除去した該切削ブレードのソーマークが該溝と該ウエーハとの境界に形成され、該ソーマークが該境界の検出を妨げるのを防ぐことを特徴とする。

本発明の加工装置は、被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工ユニットと、該チャックテーブルに保持された被加工物を赤外線カメラで撮像し加工すべき領域を検出するアライメントユニットと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備えるレーザー加工装置であって、該チャックテーブルは、該保持面を形成する透明又は半透明な保持部材と、該保持部材の該保持面と反対側の面側に設置された発光体と、を有し、該アライメントユニットは、赤外線を透過する領域と該赤外線を透過しない領域を備える被加工物を該赤外線カメラで撮像し、該赤外線を透過する領域は該発光体の光で明るく、該赤外線を透過しない領域は暗く撮像される特性を利用して被加工物のアライメントを実施することを特徴とする。

該加工ユニットは、パルスレーザー光線を照射するレーザー光線照射ユニットでも良い。

そこで、本願発明のパッケージデバイスチップの製造方法及び加工装置では、保持面が光るチャックと赤外線カメラを利用して、モールド樹脂が充填された溝部分は暗く、それ以外のウエーハの領域は発光体の光が透過して明るく映るため、アライメントを正確に行うことができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係るレーザー加工装置の概略の構成例を示す斜視図である。 図２（ａ）は、実施形態１に係るレーザー加工装置の加工対象のパッケージウエーハを構成するウエーハの斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示されたウエーハのデバイスの斜視図である。 図３は、実施形態１に係るレーザー加工装置の加工対象のパッケージウエーハの要部の断面図である。 図４は、図３に示されたパッケージウエーハが分割されて得られるパッケージデバイスチップを示す斜視図である。 図５は、図１に示されたレーザー加工装置のチャックテーブルの構成を示す図である。 図６は、図１に示されたレーザー加工装置のアライメントを実施する状態を示す要部の断面図である。 図７は、図１に示されたレーザー加工装置のアライメント時の赤外線カメラが撮像した画像の一例を示す図である。 図８は、実施形態１に係るパッケージデバイスチップの製造方法の流れを示すフローチャートである。 図９（ａ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の溝形成ステップ中のウエーハの要部の断面図であり、図９（ｂ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の溝形成ステップ後のウエーハの要部の断面図であり、図９（ｃ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の溝形成ステップ後のウエーハの斜視図である。 図１０は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法のモールド樹脂層形成ステップ後のパッケージウエーハの斜視図である。 図１１は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法のモールド樹脂層形成ステップ後のパッケージウエーハの要部の断面図である。 図１２（ａ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の薄化ステップを示す側面図であり、図１２（ｂ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の薄化ステップ後のパッケージウエーハの断面図である。 図１３は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の貼り替えステップを示す斜視図である。 図１４（ａ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の外周縁除去ステップを示す斜視図であり、図１４（ｂ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の外周縁除去ステップ後のパッケージウエーハの斜視図である。 図１５は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法のアライメントステップを示す斜視図である。 図１６は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の分割ステップを示す図である。 図１７は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の分割ステップ後のパッケージウエーハの要部の断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
実施形態１に係るパッケージデバイスチップの製造方法及び加工装置であるレーザー加工装置を説明する。図１は、実施形態１に係るレーザー加工装置の概略の構成例を示す斜視図である。図２（ａ）は、実施形態１に係るレーザー加工装置の加工対象のパッケージウエーハを構成するウエーハの斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示されたウエーハのデバイスの斜視図である。図３は、実施形態１に係るレーザー加工装置の加工対象のパッケージウエーハの要部の断面図である。図４は、図３に示されたパッケージウエーハが分割されて得られるパッケージデバイスチップを示す斜視図である。

実施形態１に係るパッケージデバイスチップの製造方法は、製造工程の一部において、図１に示すレーザー加工装置１を用いる。図１に示すレーザー加工装置１は、被加工物である図３に示すパッケージウエーハＰＷの分割予定ラインＬにアブレーション加工を施して、図４に示すパッケージデバイスチップＰＤに分割する装置である。実施形態１に係るレーザー加工装置１の加工対象であるパッケージウエーハＰＷは、図２に示すウエーハＷにより構成される。図２（ａ）に示すウエーハＷは、実施形態１ではシリコン、サファイア、ガリウムヒ素などを基板ＳＢとする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハＷを構成する基板ＳＢは、赤外線を透過するものである。ウエーハＷは、図２（ａ）に示すように、交差（実施形態１では、直交）する複数の分割予定ラインＬが表面ＷＳ側に形成されている。ウエーハＷは、分割予定ラインＬに区画された複数の領域にデバイスＤが形成されるデバイス領域ＤＲと、デバイス領域ＤＲを囲繞する外周余剰領域ＧＲとを表面ＷＳに備える。デバイスＤの表面には、図２（ｂ）に示すように、複数の突起電極であるバンプＢＰが形成されている。

ウエーハＷは、図３に示すように、デバイス領域ＤＲの表面ＷＳ、及び分割予定ラインＬに沿って分割予定ラインＬに形成された加工すべき領域である溝ＤＴがモールド樹脂ＭＲで覆われてパッケージウエーハＰＷに構成される。即ち、パッケージウエーハＰＷは、基板ＳＢの表面ＷＳに設けられたデバイスＤ上とデバイスＤ間の溝ＤＴとにモールド樹脂ＭＲが充填されている。モールド樹脂ＭＲは、合成樹脂にカーボン（炭素）が混合されて構成され、赤外線を透過しにくい黒色に形成されている。パッケージウエーハＰＷは、図１に示すように、外周縁のモールド樹脂ＭＲが全周に亘って除去されて外周余剰領域ＧＲの基板ＳＢが露出された後、アブレーション加工が施される。

パッケージウエーハＰＷの外周余剰領域ＧＲのモールド樹脂ＭＲが全周に亘って除去されて外周余剰領域ＧＲの基板ＳＢが露出された領域のうちの溝ＤＴ内に充填されたモールド樹脂ＭＲは、モールド樹脂ＭＲが赤外線を透過しにくいので、赤外線を透過しない領域である。また、パッケージウエーハＰＷの外周余剰領域ＧＲのモールド樹脂ＭＲが全周に亘って除去されて外周余剰領域ＧＲの基板ＳＢが露出された領域のうちの露出した基板ＳＢは、基板ＳＢが赤外線を透過するので、赤外線を透過する領域である。

パッケージウエーハＰＷは、分割予定ラインＬに形成された溝ＤＴ内に充填されたモールド樹脂ＭＲが分割されて、図４に示すパッケージデバイスチップＰＤに分割される。パッケージデバイスチップＰＤは、基板ＳＢの表面ＷＳ上に設けられたデバイスＤ上と全ての側面ＳＤとがモールド樹脂ＭＲにより被覆され、バンプＢＰがモールド樹脂ＭＲから突出して、バンプＢＰが露出している。

なお、実施形態１において、パッケージウエーハＰＷの溝ＤＴの幅は、切削ブレードによりパッケージデバイスチップＰＤに分割されるパッケージウエーハＰＷよりも狭く、例えば４０μｍ〜８０μｍである。実施形態１において、パッケージウエーハＰＷの厚さ（仕上がり厚さともいう）は、デバイスに分割される半導体ウエーハよりも厚く、例えば、７００μｍ〜２００μｍである。実施形態１において、パッケージデバイスチップＰＤの平面形状は、例えば、一辺が３ｍｍの四角形に形成されている。また、実施形態１において、パッケージウエーハＰＷは、溝ＤＴ内に充填されたモールド樹脂ＭＲにレーザー加工装置１の加工ユニットであるレーザー光線照射ユニット２０により、図３に示すように、パルスレーザー光線ＬＲが照射されて、溝ＤＴ内に充填されたモールド樹脂ＭＲに幅が１５μｍ〜３０μｍの分割溝ＰＧが形成される。実施形態１において、パッケージデバイスチップＰＤの基板ＳＢの側面ＳＤ上のモールド樹脂ＭＲの厚さは、７．５μｍ〜２５μｍである。

次に、実施形態１に係るレーザー加工装置１の構成を図面を参照して説明する。図５は、図１に示されたレーザー加工装置のチャックテーブルの構成を示す図である。図６は、図１に示されたレーザー加工装置のアライメントを実施する状態を示す要部の断面図である。図７は、図１に示されたレーザー加工装置のアライメント時の赤外線カメラが撮像した画像の一例を示す図である。

レーザー加工装置１は、パッケージウエーハＰＷの溝ＤＴ内のモールド樹脂ＭＲにパルスレーザー光線ＬＲ（図３に示す）を照射し、パッケージウエーハＰＷにアブレーション加工を施して、パッケージウエーハＰＷをパッケージデバイスチップＰＤに分割する装置である。レーザー加工装置１は、図１に示すように、パッケージウエーハＰＷを保持面１１ａで保持するチャックテーブル１０と、加工ユニットであるレーザー光線照射ユニット２０と、加工送りユニットであるＸ軸移動手段３０と、割り出し送りユニットであるＹ軸移動手段４０と、赤外線カメラ５０と、制御ユニット６０とを備える。

Ｘ軸移動手段３０は、チャックテーブル１０を装置本体２の水平方向と平行な加工送り方向であるＸ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０とレーザー光線照射ユニット２０とをＸ軸方向に相対的に移動させるものである。Ｙ軸移動手段４０は、チャックテーブル１０を水平方向と平行でＸ軸方向と直交する割り出し送り方向であるＹ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０とレーザー光線照射ユニット２０とをＹ軸方向に相対的に移動させるものである。

Ｘ軸移動手段３０及びＹ軸移動手段４０は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ３１，４１、ボールねじ３１，４１を軸心回りに回転させる周知のパルスモータ３２，４２及びチャックテーブル１０をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレール３３，４３を備える。また、Ｘ軸移動手段３０は、チャックテーブル１０のＸ軸方向の位置を検出するため図示しないＸ軸方向位置検出手段を備え、Ｙ軸移動手段４０は、チャックテーブル１０のＹ軸方向の位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出手段を備える。Ｘ軸方向位置検出手段及びＹ軸方向位置検出手段は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向と平行なリニアスケールと、読み取りヘッドとにより構成することができる。Ｘ軸方向位置検出手段及びＹ軸方向位置検出手段は、チャックテーブル１０のＸ軸方向又はＹ軸方向の位置を制御ユニット６０に出力する。また、レーザー加工装置１は、チャックテーブル１０をＸ軸方向とＹ軸方向との双方と直交するＺ軸方向と平行な中心軸線回りに回転する回転駆動源１６を備える。回転駆動源１６は、Ｘ軸移動手段３０によりＸ軸方向に移動される移動テーブル１５上に配置されている。

レーザー光線照射ユニット２０は、チャックテーブル１０の保持面１１ａに保持されたパッケージウエーハＰＷの表面ＷＳに向けて上方からパルスレーザー光線ＬＲを照射して、パッケージウエーハＰＷをアブレーション加工（加工に相当）して、分割予定ラインＬの溝ＤＴに充填されたモールド樹脂ＭＲに分割溝ＰＧ（図３に示す）を形成するものである。パルスレーザー光線ＬＲは、パッケージウエーハＰＷの溝ＤＴ内に充填されたモールド樹脂ＭＲに対して吸収性を有する波長（例えば、３５５ｎｍ）でかつレーザーパワーが一定なパルス状のレーザー光線である。レーザー光線照射ユニット２０は、装置本体２から立設した壁部３に連なった支持柱４の先端に取り付けられている。

レーザー光線照射ユニット２０は、パッケージウエーハＰＷの表面に照射するパルスレーザー光線ＬＲを集光する図示しない集光レンズと、パルスレーザー光線ＬＲの集光点をＺ軸方向に移動させる図示しない駆動機構と、パルスレーザー光線ＬＲを発振する図示しないレーザー光線発振ユニットとを備える。レーザー光線発振ユニットは、波長が３５５ｎｍのパルスレーザー光線ＬＲを設定された繰り返し周波数で発振する。実施形態１において、レーザー光線照射ユニット２０がパッケージウエーハＰＷの表面ＷＳに向けて照射するパルスレーザー光線ＬＲの光軸は、Ｚ軸方向と平行である。

レーザー光線照射ユニット２０は、Ｘ軸移動手段３０とＹ軸移動手段４０とによりチャックテーブル１０に保持されたパッケージウエーハＰＷに対して相対的に移動されながら、各分割予定ラインＬの溝ＤＴ内のモールド樹脂ＭＲにパルスレーザー光線ＬＲを照射して、各分割予定ラインＬに沿った分割溝ＰＧ（図１７に示す）を溝ＤＴ内のモールド樹脂ＭＲに形成する。レーザー光線照射ユニット２０は、Ｘ軸方向に沿ってパッケージウエーハＰＷに対して相対的に複数回移動される間に、各分割予定ラインＬの溝ＤＴ内のモールド樹脂ＭＲにパルスレーザー光線ＬＲを照射する。

赤外線カメラ５０は、チャックテーブル１０に保持されたパッケージウエーハＰＷを撮像するものである。赤外線カメラ５０は、レーザー光線照射ユニット２０とＸ軸方向に並列する位置に配設されている。実施形態１では、赤外線カメラ５０は、支持柱４の先端に取り付けられている。赤外線カメラ５０は、波長感度範囲が０．９μｍ〜１．７μｍのＩｎＧａＡｓ、波長感度範囲が１．５μｍ〜５．０μｍのＩｎＳｂ、又は波長感度範囲が７μｍ〜１４μｍのアモルファスＳｉ製マイクロボロメータにより構成された赤外線検出素子を有するカメラである。

また、レーザー加工装置１は、ダイシングテープＴにより環状フレームＦに支持されたパッケージウエーハＰＷを複数枚収容するカセット７１と、カセット７１が載置されかつカセット７１をＺ軸方向に移動させるカセットエレベータ７０とを備える。レーザー加工装置１は、カセット７１からアブレーション加工前のパッケージウエーハＰＷを取り出しカセット７１にアブレーション加工後のパッケージウエーハＰＷを収容する図示しな搬出入手段と、カセット７１から取り出されたアブレーション加工前のパッケージウエーハＰＷ及びアブレーション加工後のカセット７１に収容前のパッケージウエーハＰＷを仮置きする一対のレール７２とを備える。レーザー加工装置１は、アブレーション加工後のパッケージウエーハＰＷを洗浄する洗浄ユニット９０と、一対のレール７２とチャックテーブル１０と洗浄ユニット９０との間でパッケージウエーハＰＷを搬送する搬送ユニット８０とを備える。

チャックテーブル１０は、図５に示すように、保持面１１ａを形成する透明又は半透明な保持部材１１と、保持部材１１を囲繞して形成された環状フレーム部１２と、保持部材１１の保持面１１ａと反対側の面側に設置された発光体１３とを有する。保持部材１１は、厚さが２ｍｍ〜５ｍｍの円盤状に形成され、例えば石英により構成されている。保持部材１１は、その上面がパッケージウエーハＰＷを保持する保持面１１ａとして機能する。

環状フレーム部１２は、保持部材１１の外周及び下面側を囲繞して形成されている。環状フレーム部１２は、図５に示すように、その表面ＷＳが保持面１１ａと同一平面状に配置されている。環状フレーム部１２は、回転駆動源１６に取り付けられている。また、環状フレーム部１２は、保持部材１１の外縁に開口しかつ図示しない真空吸引源と接続された吸引路１２ａが設けられている。

発光体１３は、環状フレーム部１２に取り付けられ、かつ保持部材１１の下面と対向して配設されて、保持部材１１を介してパッケージウエーハＰＷを照明するものである。発光体１３は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）１３ａにより構成されている。各ＬＥＤ１３ａは、図示しない電源回路に接続されている。発光体１３は、各ＬＥＤ１３ａに電源回路から電力が供給されると、発光し、保持部材１１の下面側から光を上面側に向けて照射する。チャックテーブル１０は、発光体１３が発光することにより保持面１１ａが光る。

チャックテーブル１０は、環状フレーム部１２が回転駆動源１６に取り付けられていることにより、Ｘ軸移動手段３０によりＸ軸方向に移動自在でかつ回転駆動源１６により軸心回りに回転自在に設けられている。また、チャックテーブル１０は、保持面１１ａに環状フレームＦに保持されたパッケージウエーハＰＷがダイシングテープＴを介して載置され、真空吸引源により吸引されることで、パッケージウエーハＰＷを吸引保持する。また、チャックテーブル１０の外周には、環状フレームＦをクランプするクランプ部１４が設けられている。

制御ユニット６０は、レーザー加工装置１の上述した構成要素をそれぞれ制御して、パッケージウエーハＰＷに対する加工動作をレーザー加工装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット６０は、コンピュータである。制御ユニット６０は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示装置及びオペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力装置と接続されている。入力装置は、表示装置設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。

制御ユニット６０は、チャックテーブル１０に保持されたパッケージウエーハＰＷを赤外線カメラ５０で撮像し加工すべき領域を検出するアライメントユニット６１を備える。アライメントユニット６１は、パッケージウエーハＰＷのアブレーション加工前にパッケージウエーハＰＷのパルスレーザー光線ＬＲを照射すべき位置を検出するアライメントを実施する。アライメントユニット６１は、アライメントを実施する際には、図６に示すように、チャックテーブル１０の発光体１３の全てのＬＥＤ１３ａを点灯させ、パッケージウエーハＰＷの外周余剰領域ＧＲの外周縁で露出した溝ＤＴの各々を赤外線カメラ５０で撮像する。アライメントユニット６１は、撮像して得た図７に一例を示す画像ＩＰと、Ｘ軸方向位置検出手段及びＹ軸方向位置検出手段の検出結果とに基づいて、各分割予定ラインＬに形成された溝ＤＴのパルスレーザー光線ＬＲを照射すべき位置を検出即ち分割溝ＰＧの位置を割り出す。

赤外線カメラ５０が撮像した画像ＩＰは、モールド樹脂ＭＲが赤外線を透過しにくく、基板ＳＢが赤外線を透過するので、外周余剰領域ＧＲの露出した基板ＳＢが、溝ＤＴ内に充填されたモールド樹脂ＭＲよりも明るい。即ち、図７に示す画像ＩＰにおいて、外周余剰領域ＧＲの露出した基板ＳＢが発光体１３の光で明るく、溝ＤＴ内に充填されたモールド樹脂ＭＲが暗く撮像される。実施形態１では、アライメントユニット６１は、基板ＳＢを通して赤外線カメラ５０が受光する赤外線の光量と、溝ＤＴ内に充填されたモールド樹脂ＭＲを通して赤外線カメラ５０が受光する赤外線の光量との間に予め設定された閾値を記憶し、閾値以上の領域を図７に示すように白地で示し、閾値を下回る領域を図７に平行斜線で示すように黒地で示す。アライメントユニット６１は、閾値を下回る領域のエッジを検出することで、溝ＤＴ内に充填されたモールド樹脂ＭＲの位置を検出し、アライメントを遂行する。このように、アライメントユニット６１は、赤外線カメラ５０で撮像し、赤外線を透過する基板ＳＢは発光体１３の光で明るく、赤外線を透過しないモールド樹脂ＭＲは暗く撮像される特性を利用してパッケージウエーハＰＷのアライメントを実施する。

次に、実施形態１に係るパッケージデバイスチップの製造方法を図面を参照して説明する。図８は、実施形態１に係るパッケージデバイスチップの製造方法の流れを示すフローチャートである。図９（ａ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の溝形成ステップ中のウエーハの要部の断面図である。図９（ｂ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の溝形成ステップ後のウエーハの要部の断面図である。図９（ｃ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の溝形成ステップ後のウエーハの斜視図である。図１０は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法のモールド樹脂層形成ステップ後のパッケージウエーハの斜視図である。図１１は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法のモールド樹脂層形成ステップ後のパッケージウエーハの要部の断面図である。図１２（ａ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の薄化ステップを示す側面図である。図１２（ｂ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の薄化ステップ後のパッケージウエーハの断面図である。図１３は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の貼り替えステップを示す斜視図である。図１４（ａ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の外周縁除去ステップを示す斜視図である。図１４（ｂ）は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の外周縁除去ステップ後のパッケージウエーハの斜視図である。図１５は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法のアライメントステップを示す斜視図である。図１６は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の分割ステップを示す図である。図１７は、図８に示されたパッケージデバイスチップの製造方法の分割ステップ後のパッケージウエーハの要部の断面図である。

実施形態１に係るパッケージデバイスチップＰＤの製造方法（以下、単に製造方法と記す）は、ウエーハＷからパッケージウエーハＰＷを製造した後、パッケージウエーハＰＷをパッケージデバイスチップＰＤに分割する方法である。実施形態１に係る製造方法は、図８に示すように、溝形成ステップＳＴ１と、モールド樹脂層形成ステップＳＴ２１と、薄化ステップＳＴ２２と、貼り替えステップＳＴ３と、外周縁除去ステップＳＴ４と、アライメントステップＳＴ５と、分割ステップＳＴ６とを備える。

溝形成ステップＳＴ１は、ウエーハＷの表面ＷＳ側に分割予定ラインＬに沿った溝ＤＴを形成するステップである。溝形成ステップＳＴ１で形成される溝ＤＴの深さは、パッケージウエーハＰＷの仕上がり厚さ以上である。実施形態１において、溝形成ステップＳＴ１は、切削装置１１０のチャックテーブルの保持面にウエーハＷの表面ＷＳの裏側の裏面ＷＲを吸引保持して、図９（ａ）に示すように、切削装置１１０の切削手段１１２の切削ブレード１１３を用いて、図９（ｂ）に示すように、ウエーハＷの表面ＷＳの各分割予定ラインＬに溝ＤＴを形成する。

溝形成ステップＳＴ１は、チャックテーブルを図示しないＸ軸移動手段により水平方向と平行なＸ軸方向に移動させ、切削手段１１２の切削ブレード１１３をＹ軸移動手段により水平方向と平行でかつＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動させ、切削手段１１２の切削ブレード１１３をＺ軸移動手段により鉛直方向と平行なＺ軸方向に移動させて、図９（ｃ）に示すように、ウエーハＷの各分割予定ラインＬの表面ＷＳに溝ＤＴを形成する。なお、本発明では、溝形成ステップＳＴ１は、レーザー光線を用いたアブレーション加工で溝ＤＴを形成しても良い。

モールド樹脂層形成ステップＳＴ２１は、図１０及び図１１に示すように、ウエーハＷのデバイス領域ＤＲの表面ＷＳをモールド樹脂ＭＲで被覆し、溝ＤＴにモールド樹脂ＭＲを充填するステップである。実施形態１において、モールド樹脂層形成ステップＳＴ２１は、図示しない樹脂被覆装置の保持テーブルにウエーハＷの裏面ＷＲを保持し、ウエーハＷの表面ＷＳにモールド樹脂ＭＲを滴下して、保持テーブルを鉛直方向と平行な軸心回りに回転することで、モールド樹脂ＭＲで表面ＷＳ全体及び溝ＤＴを覆う。実施形態１において、モールド樹脂ＭＲとして熱硬化性樹脂を用いる。モールド樹脂層形成ステップＳＴ２１は、ウエーハＷの表面ＷＳ全体及び溝ＤＴを覆ったモールド樹脂ＭＲを加熱して、硬化させる。また、実施形態１は、モールド樹脂ＭＲで表面ＷＳ全体及び溝ＤＴを覆った際に、バンプＢＰが露出しているが、本発明は、硬化したモールド樹脂ＭＲに研磨加工を施して、バンプＢＰを確実に露出させるようにしても良い。

薄化ステップＳＴ２２は、ウエーハＷがモールド樹脂ＭＲで覆われて構成されたパッケージウエーハＰＷの基板ＳＢを仕上がり厚さまで薄化するステップである。薄化ステップＳＴ２２は、図１２（ａ）に示すように、パッケージウエーハＰＷのモールド樹脂ＭＲ側に保護部材ＰＰを貼着した後、保護部材ＰＰを研削装置１２０のチャックテーブル１２１の保持面１２１ａに吸引保持し、パッケージウエーハＰＷの裏面ＷＲに研削砥石１２２を当接させて、チャックテーブル１２１及び研削砥石１２２を軸心回りに回転して、パッケージウエーハＰＷの裏面ＷＲに研削加工を施す。薄化ステップＳＴ２２は、図１２（ｂ）に示すように、溝ＤＴの充填したモールド樹脂ＭＲが露出するまでパッケージウエーハＰＷを薄化する。前述したモールド樹脂層形成ステップＳＴ２１と薄化ステップＳＴ２２とは、溝ＤＴにモールド樹脂ＭＲを充填するとともにウエーハＷの表面ＷＳをモールド樹脂ＭＲで被覆し、パッケージウエーハＰＷを形成するパッケージウエーハ形成ステップＳＴ２を構成する。

貼り替えステップＳＴ３は、パッケージウエーハＰＷから保護部材ＰＰを剥がすとともに、ダイシングテープＴを貼着するステップである。貼り替えステップＳＴ３は、図１３に示すように、外周に環状フレームＦが貼着されたダイシングテープＴにパッケージウエーハＰＷの裏面ＷＲを貼着し、保護部材ＰＰを表面ＷＳから剥がす。

外周縁除去ステップＳＴ４は、パッケージウエーハＰＷの外周縁に沿って、モールド樹脂ＭＲとウエーハＷの表面ＷＳ側を図１４（ａ）に示す切削ブレード１１５で除去し、モールド樹脂ＭＲが充填された溝ＤＴとウエーハＷの基板ＳＢを外周余剰領域ＧＲの外周縁で露出させるステップである。実施形態１において、外周縁除去ステップＳＴ４は、パッケージウエーハＰＷの外周余剰領域ＧＲの外周縁の全周に亘ってモールド樹脂ＭＲを除去する。

実施形態１において、外周縁除去ステップＳＴ４は、溝形成ステップＳＴ１と同様に、図１４（ａ）に示すように、切削装置１１０のチャックテーブル１１１の保持面１１１ａにパッケージウエーハＰＷの裏面ＷＲを吸引保持し、チャックテーブル１１１を回転駆動源１１４にＺ軸方向と平行な軸心回りに回転させながら切削ブレード１１５を基板ＳＢに達するまで外周余剰領域ＧＲの外周縁上のモールド樹脂ＭＲに切り込ませて、外周余剰領域ＧＲの外周縁上にモールド樹脂ＭＲが充填された溝ＤＴを露出させる。外周縁除去ステップＳＴ４は、図１４（ｂ）に示すように、パッケージウエーハＰＷの外周余剰領域ＧＲの外周縁のモールド樹脂ＭＲを除去する。なお、図１３、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、バンプＢＰを省略している。また、外周縁除去ステップＳＴ４で、外周余剰領域ＧＲで露出した基板ＳＢの表面には、切削ブレード１１５により形成された図示しない切削痕（ソーマークともいう）が形成されている。

アライメントステップＳＴ５と分割ステップＳＴ６とは、レーザー加工装置１により実施される。外周縁除去ステップＳＴ４が実施されたパッケージウエーハＰＷは、オペレータによりカセット７１内に複数枚収容され、パッケージウエーハＰＷを複数枚収容したカセット７１がオペレータによりレーザー加工装置１のカセットエレベータ７０に載置される。オペレータが加工内容情報をレーザー加工装置１の制御ユニット６０に登録し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、レーザー加工装置１が加工動作を開始して、アライメントステップＳＴ５を実施する。

アライメントステップＳＴ５は、モールド樹脂ＭＲが充填され外周縁で露出した溝ＤＴに基づいて、溝ＤＴに沿って形成するパッケージウエーハＰＷの分割溝ＰＧの位置を割り出すステップである。アライメントステップＳＴ５では、制御ユニット６０が搬出入手段にカセット７１からアブレーション加工前のパッケージウエーハＰＷを１枚取り出させ、一対のレール７２上に載置させる。制御ユニット６０は、搬送ユニット８０に一対のレール７２上のパッケージウエーハＰＷをチャックテーブル１０の保持部材１１の保持面１１ａに載置させ、チャックテーブル１０の保持部材１１の保持面１１ａに吸引保持し、発光体１３を発光させる。

制御ユニット６０は、Ｘ軸移動手段３０によりチャックテーブル１０をレーザー光線照射ユニット２０の下方に向かって移動して、図１５に示すように、赤外線カメラ５０の下方にチャックテーブル１０に保持されたパッケージウエーハＰＷを位置付ける。アライメントステップＳＴ５では、アライメントユニット６１は、外周縁で溝ＤＴが露出したパッケージウエーハＰＷの裏面ＷＲ側をチャックテーブル１０で保持し、パッケージウエーハＰＷの表面を外周縁に沿って赤外線カメラ５０で撮像する。

アライメントステップＳＴ５では、アライメントユニット６１は、赤外線カメラ５０で撮像する際に、パッケージウエーハＰＷの外周余剰領域ＧＲで露出した各分割予定ラインＬに形成された溝ＤＴを赤外線カメラ５０に順に撮像させる。アライメントステップＳＴ５では、アライメントユニット６１は、赤外線カメラ５０が受光した赤外線の光量に基づいて、図７に示す画像ＩＰを生成する。図７に示す画像ＩＰは、赤外線カメラ５０が受光した赤外線の光量に基づいて生成されるために、ソーマークが画像ＩＰに映ることを抑制できる。ソーマークは、パッケージウエーハＰＷのウエーハＷの基板ＳＢの表面などに形成された切削痕であるために、赤外線の透過率に対して影響を与えないからである。

アライメントステップＳＴ５では、アライメントユニット６１は、画像ＩＰから各分割予定ラインＬに形成する分割溝ＰＧの位置を割り出して、アライメントを実施する。このように、アライメントステップＳＴ５は、図７に示す画像ＩＰに基づいてアライメントを実施することにより、モールド樹脂ＭＲが充填された溝ＤＴは赤外線が透過しないため暗く、溝ＤＴの両脇で露出するウエーハＷの基板ＳＢは赤外線を透過し発光体１３の光で明るく撮影される事で、外周縁を除去した切削ブレード１１３のソーマークが画像ＩＰにおいて溝ＤＴとウエーハＷ基板ＳＢとの境界に形成され、ソーマークが境界即ち分割溝ＰＧのエッジの検出を妨げるのを防ぐことができる。

分割ステップＳＴ６は、アライメントステップＳＴ５で割り出した位置に基づいて分割溝ＰＧを形成するステップである。分割ステップＳＴ６では、制御ユニット６０は、アライメントユニット６１のアライメント結果に基づいて、Ｘ軸移動手段３０とＹ軸移動手段４０とを制御してチャックテーブル１０を移動させて、図１６に示すように、レーザー光線照射ユニット２０からレーザー光線ＬＲを各溝ＤＴに充填されたモールド樹脂ＭＲに照射させる。分割ステップＳＴ６では、制御ユニット６０は、図１７に示すように、各溝ＤＴに充填されたモールド樹脂ＭＲに分割溝ＰＧを形成する。

分割ステップＳＴ６を実施した後、制御ユニット６０は、チャックテーブル１０をレーザー光線照射ユニット２０の下方から退避させて、一対のレール７２寄りの位置で停止させ、発光体１３を消灯するとともに、チャックテーブル１０の吸引保持を解除する。そして、制御ユニット６０は、搬送ユニット８０を用いてアブレーション加工済みのパッケージウエーハＰＷを洗浄ユニット９０に搬送し、洗浄ユニット９０で洗浄した後、洗浄済みのパッケージウエーハＰＷをカセット７１内に収容する。

制御ユニット６０は、カセット７１内の全てのパッケージウエーハＰＷに順にアブレーション加工を施す。制御ユニット６０は、カセット７１内の全てのパッケージウエーハＰＷにアブレーション加工を施すと、加工動作を終了する。

前述した制御ユニット６０は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット６０の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、レーザー加工装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介してレーザー加工装置１の上述した構成要素に出力する。また、制御ユニット６０及びアライメントユニット６１の機能は、演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行し、必要な情報を記憶装置に記憶することにより実現される。

実施形態１に係る製造方法及びレーザー加工装置１は、アライメントステップＳＴ５において、チャックテーブル１０の発光体１３を発光させて、赤外線カメラ５０が撮像した得た画像ＩＰに基づいて、アライメントユニット６１が分割溝ＰＧの位置の割り出しを行う。パッケージウエーハＰＷのウエーハＷの基板ＳＢの表面などに形成されたソーマークは、赤外線の透過率に影響を与えないために、画像ＩＰにおいてモールド樹脂ＭＲが充填された溝ＤＴが暗く、それ以外のウエーハＷの基板ＳＢが発光体１３の光が透過して明るく映る。赤外線カメラ５０が撮像して、ソーマークの影響を受けない画像ＩＰは、溝ＤＴ内に充填されたモールド樹脂ＭＲとウエーハＷの基板ＳＢの表面との境界が溝ＤＴの外縁に沿って直線状となる。その結果、実施形態１に係る製造方法及びレーザー加工装置１は、分割溝ＰＧの位置を正確に割り出すことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ レーザー加工装置
１０ チャックテーブル
１１ 保持部材
１１ａ 保持面
１３ 発光体
２０ レーザー光線照射ユニット（加工ユニット）
５０ 赤外線カメラ
６０ 制御ユニット
６１ アライメントユニット
１１３ 切削ブレード
ＰＷ パッケージウエーハ（被加工物）
ＰＤ パッケージデバイスチップ
Ｗ ウエーハ
ＷＳ 表面
ＷＲ 裏面
Ｌ 分割予定ライン
ＬＲ パルスレーザー光線
Ｄ デバイス
ＤＴ 溝（加工すべき領域）
ＭＲ モールド樹脂（赤外線を透過しない領域）
ＰＧ 分割溝
ＳＢ 基板（赤外線を透過する領域）
ＤＲ デバイス領域
ＧＲ 外周余剰領域
ＳＴ１ 溝形成ステップ
ＳＴ２ パッケージウエーハ形成ステップ
ＳＴ４ 外周縁除去ステップ
ＳＴ５ アライメントステップ
ＳＴ６ 分割ステップ

Claims (3)

1. パッケージデバイスチップの製造方法であって、
   交差する複数の分割予定ラインが表面側に形成され、該分割予定ラインに区画された複数の領域にデバイスが形成されるウエーハの該表面側に、該分割予定ラインに沿った溝を形成する溝形成ステップと、
   該溝にモールド樹脂を充填するとともにウエーハの表面を該モールド樹脂で被覆し、パッケージウエーハを形成するパッケージウエーハ形成ステップと、
   該パッケージウエーハの外周縁に沿って、該モールド樹脂とウエーハの表面側を切削ブレードで除去し、該モールド樹脂が充填された該溝と該ウエーハを外周縁で露出させる外周縁除去ステップと、
   該モールド樹脂が充填され外周縁で露出した該溝に基づいて、該溝に沿って形成する該パッケージウエーハの分割溝の位置を割り出すアライメントステップと、
   該アライメントステップで割り出した位置に基づいて該分割溝を形成する分割ステップと、を備え、
   該アライメントステップでは、
   外周縁で該溝が露出した該パッケージウエーハの裏面側を保持面が光るチャックテーブルで保持し、該パッケージウエーハを表面から赤外線カメラで撮像し、該モールド樹脂が充填された該溝は赤外線が透過しないため暗く、該溝の両脇で露出するウエーハは赤外線を透過し発光体の光で明るく撮影される事で、該外周縁を除去した該切削ブレードのソーマークが該溝と該ウエーハとの境界に形成され、該ソーマークが該境界の検出を妨げるのを防ぐことを特徴とするパッケージデバイスチップの製造方法。
2. 被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工ユニットと、該チャックテーブルに保持された被加工物を赤外線カメラで撮像し加工すべき領域を検出するアライメントユニットと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備えるレーザー加工装置であって、
   該チャックテーブルは、
   該保持面を形成する透明又は半透明な保持部材と、
   該保持部材の該保持面と反対側の面側に設置された発光体と、を有し、
   該アライメントユニットは、
   赤外線を透過する領域と該赤外線を透過しない領域を備える被加工物を該赤外線カメラで撮像し、該赤外線を透過する領域は該発光体の光で明るく、該赤外線を透過しない領域は暗く撮像される特性を利用して被加工物のアライメントを実施することを特徴とする加工装置。
3. 該加工ユニットは、パルスレーザー光線を照射するレーザー光線照射ユニットである請求項２に記載の加工装置。

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